Studi Perbandingan Perancangan Dinding Turap Dengan Menggunakan Metode Manual dan Program Oasys Geo 18.1.
STUDI PERBANDINGAN PERANCANGAN DINDING TURAP
DENGAN MENGGUNAKAN METODE MANUAL DAN
PROGRAM OASYS GEO 18.1
Nama : Riwan Bicler Sinaga
NRP : 0121018
Pembimbing : Ibrahim Surya, Ir., M.Eng
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Dalam konstruksi penahan tanah, dikenal adanya konstruksi penahan tanah
lentur yang disebut sebagai dinding turap (sheet pile wall), yang secara luas
digunakan pada struktur-struktur tepi laut atau pelabuhan, melindungi pengikisan
pantai, membantu menstabilkan lereng-lereng tanah, menggalang dinding parit
dan galian, serta untuk dam pengelak. Dalam merancang dan menganalisa dinding
turap, tidak ada sistem perhitungan yang pasti, baik dengan perhitungan manual
ataupun dengan sistem komputerisasi. Sehingga perlu adanya suatu sistem
perhitungan yang dapat dijadikan suatu alternatif terbaik guna mendapatkan
akurasi dan kemudahan dalam perancangan dinding turap yang aman dan
ekonomis.
Dalam Tugas Akhir ini membahas tentang perancangan dinding turap
menggunakan program Oasys GEO 18.1 dari OVE ARUP, UK, yang kemudian
hasil analisanya dibandingkan dengan hasil perhitungan manual. Data-data
parameter tanah yang digunakan diambil dari lokasi Proyek Perencanaan dan
Perkuatan Lereng Tebing Sungai Musi di Desa Sangadesa, Kecamatan
Babatoman, Kabupaten Musi Banyuasin, Palembang.
Analisa dilakukan pada kondisi normal, dengan ketinggian muka air sama
pada kedua sisi dinding (± 5,5 meter) dan pada kondisi kritis, yaitu pada saat
sungai mengalami surut dengan ketinggian muka air berbeda pada kedua sisi
dinding (± 3 meter di muka dinding dan ± 5,5 meter di belakang dinding). Jenis
beban luar yang diaplikasikan adalah beban lajur (strips load) sebesar 1,5 t/m2.
Dari proses perhitungan yang dilakukan dengan program dan metode manual,
diperoleh persentase perbedaan sebesar 1,2 – 5,1 % untuk kedalaman penetrasi,
0,4 – 5,2 % untuk momen maksimum, dan 4,45 % untuk gaya jangkar. Waktu
yang dibutuhkan untuk perhitungan manual adalah 25 – 45 menit, dan dengan
menggunakan program adalah 10 – 15 menit.
Dari proses analisa diperoleh kesimpulan bahwa program Oasys GEO 18.1
dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif terbaik dalam merancang dan
menganalisa dinding turap. Dengan proses perhitungan yang lebih cepat dan teliti,
diharapkan pembiayaan pembangunan dapat direncanakan seekonomis mungkin
dan target jadwal pekerjaan dapat tercapai.
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ...................................................
i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR .................................
ii
ABSTRAK ........................................................................................................ iii
PRAKATA ........................................................................................................ iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ........................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................
1
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan ...................................................
2
1.3
Ruang Lingkup Pembahasan ......................................................
3
1.4
Sistematika Penulisan ................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Material Turap ...........................................................................
6
2.1.1
Turap Beton ...................................................................
7
2.1.2
Turap Baja .....................................................................
9
2.2
Jenis-jenis Turap ....................................................................... 12
2.2.1
Turap Kantilever (Cantilever Sheet Pile Wall) ............... 12
2.2.2
Turap Berjangkar (Anchored Sheet Pile Wall) ............... 21
Universitas Kristen Maranatha
2.3
Metode Konstruksi Turap .......................................................... 27
2.3.1
Metode Instalasi / Pemancangan .................................... 27
2.3.2
Jenis-jenis Palu ............................................................... 30
2.4
Dasar-dasar Analisis Perencanaan Turap .................................. 33
2.4.1
Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Turap ........................... 33
2.4.2
Turap Sebagai Dinding Fleksibel ................................... 33
2.4.3
Short Term and Long Term Analysis ............................. 34
2.4.4
Pengujian Kuat Geser Tanah ......................................... 35
2.4.5
Tekanan Lateral Dalam Tanah ....................................... 36
2.4.6
Pengaruh Muka Air Tanah ............................................ 44
2.4.7
Pengaruh Beban Tambahan (Surcharges) ...................... 50
2.4.8
Penjangkaran .................................................................. 53
2.4.9
Kegagalan Pada Turap ................................................... 55
BAB 3 PERANCANGAN DINDING TURAP
3.1
Program Oasys GEO 18.1 .......................................................... 59
3.1.1
Tinjauan Umum Program ............................................... 59
3.1.2
Langkah-langkah Penggunaan Program ........................ 63
BAB 4 PENYAJIAN DAN ANALISA DATA
4.1
Penyajian Data ........................................................................... 70
4.2 Analisa Data ............................................................................... 75
4.2.1
Menggunakan Program Oasys GEO 18.1 ...................... 75
4.2.2
Menggunakan Metode Manual ...................................... 85
4.3
Perbandingan Hasil Analisa ....................................................... 112
Universitas Kristen Maranatha
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ................................................................................ 113
5.2 Saran ........................................................................................... 115
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 116
LAMPIRAN ..................................................................................................... 117
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
BH
= Bore Hole
CU
= Consolidated Undrained
c
= kohesi
cm
= centimeter
cw
= adhesi dinding
D
= kedalaman penetrasi / pemancangan yang dibutuhkan
ft
= feet
H
= ketinggian turap di atas dasar galian
Hz
= Hertz; nilai satuan dari frekuensi
in
= inchi
Ka
= koefisien tekanan aktif tanah
K ac
= koefisien tekanan aktif tanah akibat kohesi
kN
= kilo Newton
Ko
= koefisien tekanan tanah saat diam
Kp
= koefisien tekanan pasif tanah
K pc
= koefisien tekanan pasif tanah akibat kohesi
m
= meter
M max
= nilai momen maksimum
mm
= milimeter
N
= Newton
Pa
= tekanan lateral aktif tanah
Universitas Kristen Maranatha
Pp
= tekanan lateral pasif tanah
q
= besar beban luar tambahan
SPT
= Standar Penetration Test
STAWAL
= Stability Of Retaining Wall
T
= gaya pada jangkar
t
= ton
t/m
= ton per meter
t / m2
= ton per meter persegi
t / m3
= ton per meter kubik
UU
= Unconsolidated Undrained
z
= kedalaman, m
γ
γw
= berat volume tanah
= berat volume air
γ sat
= berat volume basah dari tanah
φ
= sudut geser dalam tanah
γ'
σ
= berat volume efektif tanah, setelah dikurangi dengan γ w
= tegangan tanah
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Beberapa variasi konstruksi turap beton (Bowles,1996) .......
9
Gambar 2.2
Beberapa variasi konstruksi turap baja (Bowles,1996) .............. 11
Gambar 2.3
Jenis turap .................................................................................. 12
Gambar 2.4
Pemancangan turap kantilever pada tanah butiran
a. Cara Konvensional
b. Cara yang telah disederhanakan (simplified method) .......... 14
Gambar 2.5
Diagram tekanan tanah untuk turap kantilever pada tanah
butiran ........................................................................................ 15
Gambar 2.6
Tekanan tanah awal pada turap kantilever yang dipancang pada
tanah kohesif .............................................................................. 18
Gambar 2.7
Tekanan tanah pada perancangan turap kantilever dalam tanah
kohesif dengan tanah urug butiran ............................................ 20
Gambar 2.8
Pengaruh kedalaman penembusan turap pada distribusi tekanan
dan perubahan bentuknya ........................................................... 22
Gambar 2.9
Perancangan turap berjangkar dengan Metode Ujung Bebas .... 22
Gambar 2.10 Perancangan turap berjangkar dengan Metode Ujung Tetap ..... 26
Gambar 2.11 Alur yang digunakan pada pemancangan turap (Tomlinson,
1996) .......................................................................................... 28
Gambar 2.12 Pemancangan turap secara berturutan (Tomlinson, 1996) ......... 28
Gambar 2.13 Pemancangan turap dengan Metode Echelon (Tomlinson,
1996) .......................................................................................... 29
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.14 Pemancangan turap dengan Metode Panel (Tomlinson, 1996) .. 30
Gambar 2.15 Pemancangan turap menggunakan Vibratory Hammer (Kluwer
Academic Publishers, 2004) ...................................................... 31
Gambar 2.16 Pemancangan turap menggunakan Diesel Hammer (Coduto,
1994) .......................................................................................... 32
Gambar 2.17 Tekanan tanah lateral
a. Tekanan tanah lateral saat diam
b. Tekanan tanah aktif
c. Tekanan tanah pasif
d. Hubungan regangan dan K pada pasir (Terzaghi, 1948) ...... 38
Gambar 2.18 Tekanan tanah lateral dan lingkaran mohr yang mewakili
kedudukan tegangan di dalam tanah
a. Tegangan-tegangan pada kedudukan Rankine
b. Orientasi garis-garis keruntuhan teori Rankine pada :
(i) Kedudukan aktif
(ii) Kedudukan pasif ............................................................ 40
Gambar 2.19 Distribusi tekanan tanah aktif pada dinding penahan menurut
tipe gerakan dinding ................................................................... 42
Gambar 2.20 Tekanan air akibat aliran unsteady ............................................. 45
Gambar 2.21 Tegangan lateral tanah pada kondisi tidak terdapat air .............. 47
Gambar 2.22 Tegangan lateral tanah pada kondisi terdapat air sama tinggi ... 48
Gambar 2.23 Tegangan lateral tanah pada kondisi terdapat air tidak sama
tinggi .......................................................................................... 49
Gambar 2.24 Distribusi beban merata penuh yang bekerja pada turap ........... 51
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.25 Distribusi beban merata sebagian yang bekerja pada turap ....... 51
Gambar 2.26 Distribusi beban garis yang bekerja pada turap ......................... 52
Gambar 2.27 Distribusi beban titik yang bekerja pada turap ........................... 53
Gambar 2.28 Analisis jangkar blok beton ........................................................ 54
Gambar 2.29 Kegagalan pada dudukan turap di dalam tanah .......................... 56
Gambar 2.30 Kegagalan rotasi akibat ketidaksesuaian pemancangan ............. 57
Gambar 2.31 Kegagalan pemancangan akibat adanya pembengkokan ........... 57
Gambar 2.32 Kegagalan pada penjangkaran .................................................... 58
Gambar 3.1
Pemodelan profil tanah pada program Oasys ............................. 60
Gambar 3.2
Diagram tekanan untuk Fixed Earth Mechanisms ..................... 61
Gambar 3.3
Diagram tekanan untuk Free Earth Mechanisms ....................... 61
Gambar 3.4
Tampilan awal program ............................................................. 63
Gambar 3.5
Pilihan untuk memulai file baru dan membuka file ................... 63
Gambar 3.6
Titles window ............................................................................. 64
Gambar 3.7
Input data .................................................................................... 64
Gambar 3.8
Unit and preferences .................................................................. 65
Gambar 3.9
Analysis options ......................................................................... 65
Gambar 3.10 Material properties ..................................................................... 66
Gambar 3.11 Material layers ............................................................................ 67
Gambar 3.12 Water data .................................................................................. 67
Gambar 3.13 Surcharges .................................................................................. 67
Gambar 3.14 Aplikasi beban luar .................................................................... 68
Gambar 3.15 Strut loads .................................................................................. 68
Gambar 4.1
Peta lokasi .................................................................................. 70
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.2
Penentuan unit satuan ................................................................. 75
Gambar 4.3
Penentuan jenis analisis ............................................................. 75
Gambar 4.4
Pengisian data-data parameter material ..................................... 76
Gambar 4.5
Penentuan letak lapisan material ................................................ 77
Gambar 4.6
Penentuan letak muka air ........................................................... 78
Gambar 4.7
Pengaplikasian beban luar .......................................................... 78
Gambar 4.8
Penentuan letak muka air untuk kondisi kritis ........................... 80
Gambar 4.9
Penentuan jenis analisis untuk turap berjangkar ........................ 82
Gambar 4.10 Pengaplikasian jangkar ............................................................... 83
Gambar 4.11 Diagram tekanan tanah pada turap kantilever dengan kondisi
muka air normal ......................................................................... 85
Gambar 4.12 Diagram tekanan tanah pada turap kantilever dengan kondisi
muka air kritis ............................................................................ 95
Gambar 4.13 Diagram tekanan tanah pada turap berjangkar dengan kondisi
muka air kritis ............................................................................ 104
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Nilai perkiraan kedalaman penembusan turap berdasarkan nilai
SPT ................................................................................................ 15
Tabel 2.2
Nilai – nilai K 0 untuk berbagai jenis tanah (Punmia, 1980) ........ 43
Tabel 2.3
Nilai – nilai kisaran koefisien tekanan tanah lateral (Bowles,
1977) ............................................................................................. 43
Tabel 4.1
Data uji penetrasi standar (SPT) ................................................... 71
Tabel 4.2
Boring Log BH. 01 ........................................................................ 73
Tabel 4.3
Boring Log BH. 02 ........................................................................ 74
Tabel 4.4
Perbandingan hasil perhitungan .................................................... 112
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1
Data Boring Log dan Hasil Uji Laboratorium ........................... 118
Lampiran 2
Output program Oasys GEO 18.1 .............................................. 121
Universitas Kristen Maranatha
117
LAMPIRAN
117
118
Lampiran 1 Data Boring Log dan Hasil Uji Laboratorium
119
120
121
Lampiran 2 Output Program Oasys GEO 18.1
a. Kondisi muka air normal
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : fixed earth
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
10.0 kN/m³
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -15.17
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Level
Back
Front
Bending
Moment
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00 -0.9800
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
5.00
-9.899
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
15.00
-30.76
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
25.00
-64.30
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
35.00
-111.1
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
45.00
-174.5
Shear
Force
[kN/m]
0.0
0.0
0.0
3.920
14.51
27.01
39.74
54.44
73.06
122
-9.00
-10.00
-11.00
-12.00
-13.00
-14.00
-14.66
-14.83
-15.00
-15.17
21.70
23.44
25.17
26.91
28.64
30.38
668.08
674.38
680.68
686.98
55.00
65.00
75.00
85.00
95.00
105.00
111.58
113.29
115.01
116.72
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
.00
36.79
73.58
110.38
147.17
183.96
9.82
10.12
10.42
10.71
55.00
-258.5
95.60
65.00
-359.1
99.78
75.00
-446.4
68.89
85.00
-485.2
2.953
95.00
-440.6
-98.04
105.00
-277.4
-234.1
111.58
-88.44
-342.8
113.29
-39.42
-229.5
115.01
-9.884
-115.3
116.72 114.4E-6 0.007996
b. Kondisi muka air kritis (kantilever)
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : fixed earth
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
123
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
2 -4.75
12.5
3 -6.00
25.0
10.0 kN/m³
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -6.00
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -18.37
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Level
Back
Front
Bending
Moment
Shear
Force
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
[kN/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00
-0.9800
3.920
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
.00
-10.11
15.76
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
.00
-36.38
38.26
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
.00
-90.34
70.99
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
10.00
-180.9
110.7
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
20.00
-313.0
154.3
-9.00
21.70
55.00
3
3
.00
30.00
-490.8
201.9
-10.00
23.44
65.00
3
3
36.79
40.00
-710.2
231.0
-11.00
25.17
75.00
3
3
73.58
50.00
-941.2
225.1
-12.00
26.91
85.00
3
3 110.38
60.00
-1149.
184.2
-13.00
28.64
95.00
3
3 147.17
70.00
-1298.
108.2
-14.00
30.38 105.00
3
3 183.96
80.00
-1353.
-2.845
-15.00
32.12 115.00
3
3 220.75
90.00
-1281.
-149.0
-16.00
33.85 125.00
3
3 257.54 100.00
-1044.
-330.1
-17.00
35.59 135.00
3
3 294.34 110.00
-608.6
-546.3
-17.53 773.66 140.28
3
3
14.80 115.28
-286.7
-674.6
-17.81 784.02 143.10
3
3
15.29 118.10
-127.9
-452.5
-18.09 794.38 145.91
3
3
15.78 120.91
-32.11
-227.7
-18.37 804.74 148.73
3
3
16.27 123.73 -824.0E-6 0.008484
124
c. Kondisi muka air kritis (dengan jangkar)
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : free earth
Strut restraint level [m] -1.500
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
10.0 kN/m³
125
1 -3.50
2 -4.75
3 -6.00
0.0
12.5
25.0
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -6.00
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Strut Loads
Strut Level Force
[m] [kN/m]
1 -1.50 10.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -12.95
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Strut force [kN/m] = 102.9
Level
Back
Front
Bending Shear
Moment Force
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
56.44
-2.00
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00
168.3
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
.00
272.1
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
.00
358.7
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
.00
417.6
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
10.00
440.0
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
20.00
420.7
-9.00
21.70
55.00
3
3
.00
30.00
355.8
-10.00
23.44
65.00
3
3
36.79
40.00
249.3
-11.00
25.17
75.00
3
3
73.58
50.00
131.2
-12.00
26.91
85.00
3
3 110.38
60.00
36.44
-12.95
28.56
94.50
3
3 145.31
69.50 0.07166
[kN/m]
0.0
112.9
0.0
0.0
-112.9
-109.0
-97.11
-74.62
-41.88
-2.181
41.44
88.98
118.2
112.3
71.33
0.0
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Bangunan dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah
lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil. Di dalam
konstruksi dinding penahan tanah, dikenal adanya konstruksi dinding penahan
tanah kaku dan juga konstruksi dinding penahan tanah lentur atau yang biasa
disebut sebagai dinding turap (sheet pile wall).
1
Universitas Kristen Maranatha
2
Turap secara luas digunakan pada struktur-struktur tepi laut atau
pelabuhan, melindungi pengikisan pantai, membantu menstabilkan lereng-lereng
tanah, menggalang dinding parit dan galian, serta untuk dam pengelak.
Untuk merancang dan menganalisa dinding turap, tidak ada sistem
perhitungan yang pasti. Baik itu menggunakan sistem perhitungan manual
ataupun menggunakan sistem komputerisasi (software). Sehingga perlu adanya
suatu sistem perhitungan yang dapat dijadikan suatu alternatif terbaik guna
mendapatkan akurasi dan kemudahan dalam perancangan turap yang aman dan
ekonomis.
Hal utama yang perlu diperhatikan adalah evaluasi secara mendetail
terhadap kondisi tanah dan perilaku tanah guna dipakai sebagai dasar perencanaan
dan juga untuk menentukan faktor keamanan substruktur. Diharapkan melalui
penelitian ini, indikasi dan gejala yang kurang menguntungkan bagi substruktur
tersebut dapat diprediksi sebelumnya. Sehingga pada akhirnya pembiayaan
pembangunan dapat direncanakan seekonomis mungkin serta target jadwal
pekerjaan dapat tercapai.
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk
mendapatkan gambaran sistem perhitungan di dalam perancangan turap dan
memberikan alternatif atau pilihan dari berbagai metode yang selama ini biasa
digunakan,
dengan
membandingkan
antara
proses
perhitungan
dengan
menggunakan program Oasys GEO 18.1 dan perhitungan secara manual.
Universitas Kristen Maranatha
3
1.3
Ruang Lingkup Pembahasan
Pada penulisan Tugas Akhir ini diadakan beberapa pembatasan ruang
lingkup, yaitu :
1. Data dan parameter tanah yang digunakan dari lokasi Proyek Perencanaan
dan Pengukuran Perkuatan Tebing Sungai Musi, di Desa Sangadesa,
Kecamatan Babatoman, Kabupaten Musi Banyuasin, Palembang.
2. Analisa diaplikasikan untuk jenis turap bebas dan berjangkar.
3. Jenis beban luar yang diaplikasikan adalah beban lajur (strip load).
4. Proses perhitungan dilakukan dengan analisa komputer menggunakan
program Oasys GEO 18.1 dari OVE ARUP, UK dan dibandingkan dengan
hasil perhitungan secara manual.
1.4
Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi dalam beberapa bab yang berisikan
mengenai latar belakang penulisan hingga kesimpulan dan saran sebagai hasil dari
penulisan tersebut. Adapun sistematika penulisan dari penulisan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut :
BAB 1 Pendahuluan
Menjelaskan mengenai latar belakang penulisan Tugas Akhir, maksud dan tujuan
penulisan, serta ruang lingkup pembahasan dan sistematika penulisan.
BAB 2 Tinjauan Pustaka
Berisikan pengetahuan dasar tentang dinding turap atau ringkasan berupa
pembahasan dan teori penjelasan yang diperoleh dari kepustakaan serta laporanlaporan Tugas Akhir sebelumnya.
Universitas Kristen Maranatha
4
BAB 3 Perancangan Dinding Turap
Menjelaskan mengenai tinjauan umum dan langkah-langkah dalam proses
perancangan dinding turap dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1.
BAB 4 Penyajian dan Analisa Data
Berisikan uraian mengenai data-data dan parameter tanah beserta dengan proses
analisa dari data-data tersebut.
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
Berisikan kesimpulan yang dapat diambil setelah proses penulisan yang dilakukan
sebagai upaya pengambilan inti sari dari pada proses penyusunan Tugas Akhir ini.
Selain itu, dikemukakan juga mengenai saran-saran yang sekiranya dapat
memberikan masukan pada penyusunan Tugas Akhir berikutnya.
Universitas Kristen Maranatha
113
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari analisis perhitungan perencanaan dinding
turap yang telah dilakukan adalah :
1. Dalam penggunaan program Oasys GEO 18.1, data-data yang
diinputkan tidak sepenuhnya dihitung oleh program. Terdapat
beberapa data parameter yang masih harus dilakukan perhitungan
113
Universitas Kristen Maranatha
114
secara manual terlebih dahulu yaitu K a , K p , K ac , dan K pc . Sehingga
selain harus memahami mengenai prosedur penggunaan program,
pemakai
program
juga
harus
memahami
mengenai
prosedur
perhitungan secara manual.
2. Dalam analisis dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1 mulamula dinding diasumsikan sebagai dinding kantilever, bila kedalaman
penetrasi yang didapatkan terlalu dalam baru kemudian dinding
direncanakan dengan menggunakan jangkar. Karena bila terjadi
kesalahan dalam asumsi awal, maka program akan memberikan pesan
atau tanda error dan tidak akan melanjutkan proses analisa sebelum
dilakukan perbaikan pada data-data input.
3. Dalam pengaplikasian beban luar, program Oasys GEO 18.1 hanya
menganalisa jenis beban merata seragam (uniformly distributed load)
dan beban lajur (strips load). Sehingga diperlukan analisa lebih lanjut
untuk pengaplikasian jenis beban luar yang lain seperti beban titik
(point load) dan beban garis (line load).
4. Dari proses analisa yang dilakukan didapatkan presentase perbedaan
sebesar 1,2 – 5,1 % untuk kedalaman penetrasi, 0,4 – 5,2 % untuk
momen maksimum, dan 4,45 % untuk gaya jangkar. Dengan
presentase perbedaan yang relatif kecil, maka Program Oasys GEO
18.1 dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif terbaik dalam hal
menganalisa dan merancang dinding turap.
5. Program Oasys GEO 18.1 memberikan hasil analisis yang lebih cepat
dan teliti, sehingga para praktisi di bidang teknik sipil dapat
Universitas Kristen Maranatha
115
melakukan analisa terhadap dinding turap untuk berbagai macam kasus
dengan lebih cepat dan terhindar dari rutinitas perhitungan yang
membosankan serta dapat mengurangi tingkat kesalahan yang
mungkin terjadi dalam proses perhitungan secara manual.
5.2
Saran
Saran-saran yang diajukan adalah :
1. Dalam menganalisa dinding turap sebaiknya dilakukan pada kondisi
normal dan kondisi kritis, agar kemudian dapat direncanakan
kebutuhan akan profil dinding secara tepat demi memenuhi faktor
keamanan dan faktor ekonomis.
2. Perhitungan dengan cara manual tanpa menggunakan program terdapat
besar sekali kemungkinan akan terjadi kesalahan dalam menghitung.
Oleh karena itu sangat diperlukan perhitungan dengan menggunakan
program.
3. Untuk lebih memahami dalam hal analisa dan perancangan dinding
turap dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1, disarankan
untuk dilakukan pada kasus-kasus dan kondisi parameter-parameter
tanah yang lain.
4. Penggunaan Program Oasys GEO 18.1 untuk analisis dinding fleksibel
seperti dinding turap sebaiknya disertai juga dengan pemahaman
mengenai cara pengoperasian program Oasys GEO 18.1 yang terdapat
pada manual program atau Help Topics.
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1.
Bowles, Joseph E. (1992), Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 1, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
2.
Bowles, Joseph E. (1993), Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 2, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
3.
Brown, William D. (1994), Design Of Sheet Pile Walls, Design Of Sheet
Pile Walls.pdf.
4.
Department of The Army (1994), Engineering and Design, Design Of
Sheet Pile Walls.pdf, US Army Corps of Engineers, Washington DC.
5.
Geotechnical Engineering Bureau (2000), Geotechnical Design Procedure
For Flexible Wall Systems, gdp-11.pdf, State Of New York Department Of
Transportation, USA.
6.
Hardiyatmo, Hari Christady (1992), Mekanika Tanah 1, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
7.
Hardiyatmo, Hari Christady (1994), Mekanika Tanah 2, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
8.
Ltd., Oasys (2004), Stawal Version 18.1, Stawal Manual (Oasys).pdf, Oasys
Ltd., London.
9.
Ramiah, B.K, and Chickanagappa, L.S. (1990), Soil Mechanics And
Foundation Engineering, Second Edition, A.A Balkema, Rotterdam.
10.
USS and EX-TEN (1974), Steel Sheet Piling Design Manual, USSSheetPileDesignManual.pdf, United States Steel Corporation, USA.
Universitas Kristen Maranatha
DENGAN MENGGUNAKAN METODE MANUAL DAN
PROGRAM OASYS GEO 18.1
Nama : Riwan Bicler Sinaga
NRP : 0121018
Pembimbing : Ibrahim Surya, Ir., M.Eng
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS KRISTEN MARANATHA
BANDUNG
ABSTRAK
Dalam konstruksi penahan tanah, dikenal adanya konstruksi penahan tanah
lentur yang disebut sebagai dinding turap (sheet pile wall), yang secara luas
digunakan pada struktur-struktur tepi laut atau pelabuhan, melindungi pengikisan
pantai, membantu menstabilkan lereng-lereng tanah, menggalang dinding parit
dan galian, serta untuk dam pengelak. Dalam merancang dan menganalisa dinding
turap, tidak ada sistem perhitungan yang pasti, baik dengan perhitungan manual
ataupun dengan sistem komputerisasi. Sehingga perlu adanya suatu sistem
perhitungan yang dapat dijadikan suatu alternatif terbaik guna mendapatkan
akurasi dan kemudahan dalam perancangan dinding turap yang aman dan
ekonomis.
Dalam Tugas Akhir ini membahas tentang perancangan dinding turap
menggunakan program Oasys GEO 18.1 dari OVE ARUP, UK, yang kemudian
hasil analisanya dibandingkan dengan hasil perhitungan manual. Data-data
parameter tanah yang digunakan diambil dari lokasi Proyek Perencanaan dan
Perkuatan Lereng Tebing Sungai Musi di Desa Sangadesa, Kecamatan
Babatoman, Kabupaten Musi Banyuasin, Palembang.
Analisa dilakukan pada kondisi normal, dengan ketinggian muka air sama
pada kedua sisi dinding (± 5,5 meter) dan pada kondisi kritis, yaitu pada saat
sungai mengalami surut dengan ketinggian muka air berbeda pada kedua sisi
dinding (± 3 meter di muka dinding dan ± 5,5 meter di belakang dinding). Jenis
beban luar yang diaplikasikan adalah beban lajur (strips load) sebesar 1,5 t/m2.
Dari proses perhitungan yang dilakukan dengan program dan metode manual,
diperoleh persentase perbedaan sebesar 1,2 – 5,1 % untuk kedalaman penetrasi,
0,4 – 5,2 % untuk momen maksimum, dan 4,45 % untuk gaya jangkar. Waktu
yang dibutuhkan untuk perhitungan manual adalah 25 – 45 menit, dan dengan
menggunakan program adalah 10 – 15 menit.
Dari proses analisa diperoleh kesimpulan bahwa program Oasys GEO 18.1
dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif terbaik dalam merancang dan
menganalisa dinding turap. Dengan proses perhitungan yang lebih cepat dan teliti,
diharapkan pembiayaan pembangunan dapat direncanakan seekonomis mungkin
dan target jadwal pekerjaan dapat tercapai.
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR ISI
Halaman
SURAT KETERANGAN TUGAS AKHIR ...................................................
i
SURAT KETERANGAN SELESAI TUGAS AKHIR .................................
ii
ABSTRAK ........................................................................................................ iii
PRAKATA ........................................................................................................ iv
DAFTAR ISI ..................................................................................................... vi
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN ........................................................ ix
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ xi
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xv
DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................... xvi
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah .............................................................
1
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan ...................................................
2
1.3
Ruang Lingkup Pembahasan ......................................................
3
1.4
Sistematika Penulisan ................................................................
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1
Material Turap ...........................................................................
6
2.1.1
Turap Beton ...................................................................
7
2.1.2
Turap Baja .....................................................................
9
2.2
Jenis-jenis Turap ....................................................................... 12
2.2.1
Turap Kantilever (Cantilever Sheet Pile Wall) ............... 12
2.2.2
Turap Berjangkar (Anchored Sheet Pile Wall) ............... 21
Universitas Kristen Maranatha
2.3
Metode Konstruksi Turap .......................................................... 27
2.3.1
Metode Instalasi / Pemancangan .................................... 27
2.3.2
Jenis-jenis Palu ............................................................... 30
2.4
Dasar-dasar Analisis Perencanaan Turap .................................. 33
2.4.1
Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Turap ........................... 33
2.4.2
Turap Sebagai Dinding Fleksibel ................................... 33
2.4.3
Short Term and Long Term Analysis ............................. 34
2.4.4
Pengujian Kuat Geser Tanah ......................................... 35
2.4.5
Tekanan Lateral Dalam Tanah ....................................... 36
2.4.6
Pengaruh Muka Air Tanah ............................................ 44
2.4.7
Pengaruh Beban Tambahan (Surcharges) ...................... 50
2.4.8
Penjangkaran .................................................................. 53
2.4.9
Kegagalan Pada Turap ................................................... 55
BAB 3 PERANCANGAN DINDING TURAP
3.1
Program Oasys GEO 18.1 .......................................................... 59
3.1.1
Tinjauan Umum Program ............................................... 59
3.1.2
Langkah-langkah Penggunaan Program ........................ 63
BAB 4 PENYAJIAN DAN ANALISA DATA
4.1
Penyajian Data ........................................................................... 70
4.2 Analisa Data ............................................................................... 75
4.2.1
Menggunakan Program Oasys GEO 18.1 ...................... 75
4.2.2
Menggunakan Metode Manual ...................................... 85
4.3
Perbandingan Hasil Analisa ....................................................... 112
Universitas Kristen Maranatha
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan ................................................................................ 113
5.2 Saran ........................................................................................... 115
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................... 116
LAMPIRAN ..................................................................................................... 117
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN
BH
= Bore Hole
CU
= Consolidated Undrained
c
= kohesi
cm
= centimeter
cw
= adhesi dinding
D
= kedalaman penetrasi / pemancangan yang dibutuhkan
ft
= feet
H
= ketinggian turap di atas dasar galian
Hz
= Hertz; nilai satuan dari frekuensi
in
= inchi
Ka
= koefisien tekanan aktif tanah
K ac
= koefisien tekanan aktif tanah akibat kohesi
kN
= kilo Newton
Ko
= koefisien tekanan tanah saat diam
Kp
= koefisien tekanan pasif tanah
K pc
= koefisien tekanan pasif tanah akibat kohesi
m
= meter
M max
= nilai momen maksimum
mm
= milimeter
N
= Newton
Pa
= tekanan lateral aktif tanah
Universitas Kristen Maranatha
Pp
= tekanan lateral pasif tanah
q
= besar beban luar tambahan
SPT
= Standar Penetration Test
STAWAL
= Stability Of Retaining Wall
T
= gaya pada jangkar
t
= ton
t/m
= ton per meter
t / m2
= ton per meter persegi
t / m3
= ton per meter kubik
UU
= Unconsolidated Undrained
z
= kedalaman, m
γ
γw
= berat volume tanah
= berat volume air
γ sat
= berat volume basah dari tanah
φ
= sudut geser dalam tanah
γ'
σ
= berat volume efektif tanah, setelah dikurangi dengan γ w
= tegangan tanah
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Beberapa variasi konstruksi turap beton (Bowles,1996) .......
9
Gambar 2.2
Beberapa variasi konstruksi turap baja (Bowles,1996) .............. 11
Gambar 2.3
Jenis turap .................................................................................. 12
Gambar 2.4
Pemancangan turap kantilever pada tanah butiran
a. Cara Konvensional
b. Cara yang telah disederhanakan (simplified method) .......... 14
Gambar 2.5
Diagram tekanan tanah untuk turap kantilever pada tanah
butiran ........................................................................................ 15
Gambar 2.6
Tekanan tanah awal pada turap kantilever yang dipancang pada
tanah kohesif .............................................................................. 18
Gambar 2.7
Tekanan tanah pada perancangan turap kantilever dalam tanah
kohesif dengan tanah urug butiran ............................................ 20
Gambar 2.8
Pengaruh kedalaman penembusan turap pada distribusi tekanan
dan perubahan bentuknya ........................................................... 22
Gambar 2.9
Perancangan turap berjangkar dengan Metode Ujung Bebas .... 22
Gambar 2.10 Perancangan turap berjangkar dengan Metode Ujung Tetap ..... 26
Gambar 2.11 Alur yang digunakan pada pemancangan turap (Tomlinson,
1996) .......................................................................................... 28
Gambar 2.12 Pemancangan turap secara berturutan (Tomlinson, 1996) ......... 28
Gambar 2.13 Pemancangan turap dengan Metode Echelon (Tomlinson,
1996) .......................................................................................... 29
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.14 Pemancangan turap dengan Metode Panel (Tomlinson, 1996) .. 30
Gambar 2.15 Pemancangan turap menggunakan Vibratory Hammer (Kluwer
Academic Publishers, 2004) ...................................................... 31
Gambar 2.16 Pemancangan turap menggunakan Diesel Hammer (Coduto,
1994) .......................................................................................... 32
Gambar 2.17 Tekanan tanah lateral
a. Tekanan tanah lateral saat diam
b. Tekanan tanah aktif
c. Tekanan tanah pasif
d. Hubungan regangan dan K pada pasir (Terzaghi, 1948) ...... 38
Gambar 2.18 Tekanan tanah lateral dan lingkaran mohr yang mewakili
kedudukan tegangan di dalam tanah
a. Tegangan-tegangan pada kedudukan Rankine
b. Orientasi garis-garis keruntuhan teori Rankine pada :
(i) Kedudukan aktif
(ii) Kedudukan pasif ............................................................ 40
Gambar 2.19 Distribusi tekanan tanah aktif pada dinding penahan menurut
tipe gerakan dinding ................................................................... 42
Gambar 2.20 Tekanan air akibat aliran unsteady ............................................. 45
Gambar 2.21 Tegangan lateral tanah pada kondisi tidak terdapat air .............. 47
Gambar 2.22 Tegangan lateral tanah pada kondisi terdapat air sama tinggi ... 48
Gambar 2.23 Tegangan lateral tanah pada kondisi terdapat air tidak sama
tinggi .......................................................................................... 49
Gambar 2.24 Distribusi beban merata penuh yang bekerja pada turap ........... 51
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 2.25 Distribusi beban merata sebagian yang bekerja pada turap ....... 51
Gambar 2.26 Distribusi beban garis yang bekerja pada turap ......................... 52
Gambar 2.27 Distribusi beban titik yang bekerja pada turap ........................... 53
Gambar 2.28 Analisis jangkar blok beton ........................................................ 54
Gambar 2.29 Kegagalan pada dudukan turap di dalam tanah .......................... 56
Gambar 2.30 Kegagalan rotasi akibat ketidaksesuaian pemancangan ............. 57
Gambar 2.31 Kegagalan pemancangan akibat adanya pembengkokan ........... 57
Gambar 2.32 Kegagalan pada penjangkaran .................................................... 58
Gambar 3.1
Pemodelan profil tanah pada program Oasys ............................. 60
Gambar 3.2
Diagram tekanan untuk Fixed Earth Mechanisms ..................... 61
Gambar 3.3
Diagram tekanan untuk Free Earth Mechanisms ....................... 61
Gambar 3.4
Tampilan awal program ............................................................. 63
Gambar 3.5
Pilihan untuk memulai file baru dan membuka file ................... 63
Gambar 3.6
Titles window ............................................................................. 64
Gambar 3.7
Input data .................................................................................... 64
Gambar 3.8
Unit and preferences .................................................................. 65
Gambar 3.9
Analysis options ......................................................................... 65
Gambar 3.10 Material properties ..................................................................... 66
Gambar 3.11 Material layers ............................................................................ 67
Gambar 3.12 Water data .................................................................................. 67
Gambar 3.13 Surcharges .................................................................................. 67
Gambar 3.14 Aplikasi beban luar .................................................................... 68
Gambar 3.15 Strut loads .................................................................................. 68
Gambar 4.1
Peta lokasi .................................................................................. 70
Universitas Kristen Maranatha
Gambar 4.2
Penentuan unit satuan ................................................................. 75
Gambar 4.3
Penentuan jenis analisis ............................................................. 75
Gambar 4.4
Pengisian data-data parameter material ..................................... 76
Gambar 4.5
Penentuan letak lapisan material ................................................ 77
Gambar 4.6
Penentuan letak muka air ........................................................... 78
Gambar 4.7
Pengaplikasian beban luar .......................................................... 78
Gambar 4.8
Penentuan letak muka air untuk kondisi kritis ........................... 80
Gambar 4.9
Penentuan jenis analisis untuk turap berjangkar ........................ 82
Gambar 4.10 Pengaplikasian jangkar ............................................................... 83
Gambar 4.11 Diagram tekanan tanah pada turap kantilever dengan kondisi
muka air normal ......................................................................... 85
Gambar 4.12 Diagram tekanan tanah pada turap kantilever dengan kondisi
muka air kritis ............................................................................ 95
Gambar 4.13 Diagram tekanan tanah pada turap berjangkar dengan kondisi
muka air kritis ............................................................................ 104
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1
Nilai perkiraan kedalaman penembusan turap berdasarkan nilai
SPT ................................................................................................ 15
Tabel 2.2
Nilai – nilai K 0 untuk berbagai jenis tanah (Punmia, 1980) ........ 43
Tabel 2.3
Nilai – nilai kisaran koefisien tekanan tanah lateral (Bowles,
1977) ............................................................................................. 43
Tabel 4.1
Data uji penetrasi standar (SPT) ................................................... 71
Tabel 4.2
Boring Log BH. 01 ........................................................................ 73
Tabel 4.3
Boring Log BH. 02 ........................................................................ 74
Tabel 4.4
Perbandingan hasil perhitungan .................................................... 112
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1
Data Boring Log dan Hasil Uji Laboratorium ........................... 118
Lampiran 2
Output program Oasys GEO 18.1 .............................................. 121
Universitas Kristen Maranatha
117
LAMPIRAN
117
118
Lampiran 1 Data Boring Log dan Hasil Uji Laboratorium
119
120
121
Lampiran 2 Output Program Oasys GEO 18.1
a. Kondisi muka air normal
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : fixed earth
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
10.0 kN/m³
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -15.17
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Level
Back
Front
Bending
Moment
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00 -0.9800
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
5.00
-9.899
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
15.00
-30.76
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
25.00
-64.30
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
35.00
-111.1
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
45.00
-174.5
Shear
Force
[kN/m]
0.0
0.0
0.0
3.920
14.51
27.01
39.74
54.44
73.06
122
-9.00
-10.00
-11.00
-12.00
-13.00
-14.00
-14.66
-14.83
-15.00
-15.17
21.70
23.44
25.17
26.91
28.64
30.38
668.08
674.38
680.68
686.98
55.00
65.00
75.00
85.00
95.00
105.00
111.58
113.29
115.01
116.72
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
.00
36.79
73.58
110.38
147.17
183.96
9.82
10.12
10.42
10.71
55.00
-258.5
95.60
65.00
-359.1
99.78
75.00
-446.4
68.89
85.00
-485.2
2.953
95.00
-440.6
-98.04
105.00
-277.4
-234.1
111.58
-88.44
-342.8
113.29
-39.42
-229.5
115.01
-9.884
-115.3
116.72 114.4E-6 0.007996
b. Kondisi muka air kritis (kantilever)
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : fixed earth
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
123
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -3.50
0.0
2 -4.75
12.5
3 -6.00
25.0
10.0 kN/m³
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -6.00
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -18.37
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Level
Back
Front
Bending
Moment
Shear
Force
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
[kN/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
0.0
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00
-0.9800
3.920
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
.00
-10.11
15.76
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
.00
-36.38
38.26
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
.00
-90.34
70.99
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
10.00
-180.9
110.7
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
20.00
-313.0
154.3
-9.00
21.70
55.00
3
3
.00
30.00
-490.8
201.9
-10.00
23.44
65.00
3
3
36.79
40.00
-710.2
231.0
-11.00
25.17
75.00
3
3
73.58
50.00
-941.2
225.1
-12.00
26.91
85.00
3
3 110.38
60.00
-1149.
184.2
-13.00
28.64
95.00
3
3 147.17
70.00
-1298.
108.2
-14.00
30.38 105.00
3
3 183.96
80.00
-1353.
-2.845
-15.00
32.12 115.00
3
3 220.75
90.00
-1281.
-149.0
-16.00
33.85 125.00
3
3 257.54 100.00
-1044.
-330.1
-17.00
35.59 135.00
3
3 294.34 110.00
-608.6
-546.3
-17.53 773.66 140.28
3
3
14.80 115.28
-286.7
-674.6
-17.81 784.02 143.10
3
3
15.29 118.10
-127.9
-452.5
-18.09 794.38 145.91
3
3
15.78 120.91
-32.11
-227.7
-18.37 804.74 148.73
3
3
16.27 123.73 -824.0E-6 0.008484
124
c. Kondisi muka air kritis (dengan jangkar)
Notes type 4
Analysis Options
Collapse mechanism : free earth
Strut restraint level [m] -1.500
Calculation interval [m] 1.000
Iteration limit 20000
Base of problem [m] -50.00
Water pressure balance : OFF
Materials
No
1
2
3
ct -
Description Unit wt Ka
Kac
Kp Kpc
ct
cb
[kN/m³]
[kN/m²] [kN/m²]
Clay
16.0 0.528 1.82 1.89 3.44
14.0
14.0
Soft Clay
18.0 0.490 1.75 2.04 3.57
14.0
14.0
Sand
18.0 0.217 0.0 4.60 0.0
0.0
0.0
cohesion at top of layer
cb - cohesion at bottom of layer
Material Layers : BACK
No.
Top
level
[m]
1
0.0
2 -3.50
3 -9.00
Description
Clay
Soft Clay
Sand
Material Layers : FRONT
No.
Top Description
level
[m]
1 -9.00 Sand
Water data : at Back of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
10.0 kN/m³
125
1 -3.50
2 -4.75
3 -6.00
0.0
12.5
25.0
Water data : at Front of Wall
Unit weight of water
Point Level Pressure
[m] [kN/m²]
1 -6.00
0.0
10.0 kN/m³
Surcharge Loads
No.
Side Level Pressure Offset Width
[m] [kN/m²]
[m]
[m]
1 Back
0.0
15.0
1.00 3.00
Strut Loads
Strut Level Force
[m] [kN/m]
1 -1.50 10.00
Results of Analysis
The required toe level of the wall [m] = -12.95
Ground level active side [m] = 0.0
Ground level passive side [m] = -9.000
Strut force [kN/m] = 102.9
Level
Back
Front
Bending Shear
Moment Force
Pe
u
Soil Soil
Pe
u
[m]
[kN/m²] [kN/m²]
[kN/m²] [kN/m²] [kNm/m]
.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
.00
.00
1
0
.00
.00
0.0
-1.00
-2.00
.00
.00
1
0
.00
.00
56.44
-2.00
-3.00
7.84
.00
1
0
.00
.00
168.3
-4.00
12.25
5.00
2
0
.00
.00
272.1
-5.00
12.74
15.00
2
0
.00
.00
358.7
-6.00
12.74
25.00
2
0
.00
.00
417.6
-7.00
16.66
35.00
2
0
.00
10.00
440.0
-8.00
20.58
45.00
2
0
.00
20.00
420.7
-9.00
21.70
55.00
3
3
.00
30.00
355.8
-10.00
23.44
65.00
3
3
36.79
40.00
249.3
-11.00
25.17
75.00
3
3
73.58
50.00
131.2
-12.00
26.91
85.00
3
3 110.38
60.00
36.44
-12.95
28.56
94.50
3
3 145.31
69.50 0.07166
[kN/m]
0.0
112.9
0.0
0.0
-112.9
-109.0
-97.11
-74.62
-41.88
-2.181
41.44
88.98
118.2
112.3
71.33
0.0
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Bangunan dinding penahan tanah digunakan untuk menahan tekanan tanah
lateral yang ditimbulkan oleh tanah urug atau tanah asli yang labil. Di dalam
konstruksi dinding penahan tanah, dikenal adanya konstruksi dinding penahan
tanah kaku dan juga konstruksi dinding penahan tanah lentur atau yang biasa
disebut sebagai dinding turap (sheet pile wall).
1
Universitas Kristen Maranatha
2
Turap secara luas digunakan pada struktur-struktur tepi laut atau
pelabuhan, melindungi pengikisan pantai, membantu menstabilkan lereng-lereng
tanah, menggalang dinding parit dan galian, serta untuk dam pengelak.
Untuk merancang dan menganalisa dinding turap, tidak ada sistem
perhitungan yang pasti. Baik itu menggunakan sistem perhitungan manual
ataupun menggunakan sistem komputerisasi (software). Sehingga perlu adanya
suatu sistem perhitungan yang dapat dijadikan suatu alternatif terbaik guna
mendapatkan akurasi dan kemudahan dalam perancangan turap yang aman dan
ekonomis.
Hal utama yang perlu diperhatikan adalah evaluasi secara mendetail
terhadap kondisi tanah dan perilaku tanah guna dipakai sebagai dasar perencanaan
dan juga untuk menentukan faktor keamanan substruktur. Diharapkan melalui
penelitian ini, indikasi dan gejala yang kurang menguntungkan bagi substruktur
tersebut dapat diprediksi sebelumnya. Sehingga pada akhirnya pembiayaan
pembangunan dapat direncanakan seekonomis mungkin serta target jadwal
pekerjaan dapat tercapai.
1.2
Maksud dan Tujuan Penulisan
Adapun maksud dan tujuan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah untuk
mendapatkan gambaran sistem perhitungan di dalam perancangan turap dan
memberikan alternatif atau pilihan dari berbagai metode yang selama ini biasa
digunakan,
dengan
membandingkan
antara
proses
perhitungan
dengan
menggunakan program Oasys GEO 18.1 dan perhitungan secara manual.
Universitas Kristen Maranatha
3
1.3
Ruang Lingkup Pembahasan
Pada penulisan Tugas Akhir ini diadakan beberapa pembatasan ruang
lingkup, yaitu :
1. Data dan parameter tanah yang digunakan dari lokasi Proyek Perencanaan
dan Pengukuran Perkuatan Tebing Sungai Musi, di Desa Sangadesa,
Kecamatan Babatoman, Kabupaten Musi Banyuasin, Palembang.
2. Analisa diaplikasikan untuk jenis turap bebas dan berjangkar.
3. Jenis beban luar yang diaplikasikan adalah beban lajur (strip load).
4. Proses perhitungan dilakukan dengan analisa komputer menggunakan
program Oasys GEO 18.1 dari OVE ARUP, UK dan dibandingkan dengan
hasil perhitungan secara manual.
1.4
Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini akan dibagi dalam beberapa bab yang berisikan
mengenai latar belakang penulisan hingga kesimpulan dan saran sebagai hasil dari
penulisan tersebut. Adapun sistematika penulisan dari penulisan Tugas Akhir ini
adalah sebagai berikut :
BAB 1 Pendahuluan
Menjelaskan mengenai latar belakang penulisan Tugas Akhir, maksud dan tujuan
penulisan, serta ruang lingkup pembahasan dan sistematika penulisan.
BAB 2 Tinjauan Pustaka
Berisikan pengetahuan dasar tentang dinding turap atau ringkasan berupa
pembahasan dan teori penjelasan yang diperoleh dari kepustakaan serta laporanlaporan Tugas Akhir sebelumnya.
Universitas Kristen Maranatha
4
BAB 3 Perancangan Dinding Turap
Menjelaskan mengenai tinjauan umum dan langkah-langkah dalam proses
perancangan dinding turap dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1.
BAB 4 Penyajian dan Analisa Data
Berisikan uraian mengenai data-data dan parameter tanah beserta dengan proses
analisa dari data-data tersebut.
BAB 5 Kesimpulan dan Saran
Berisikan kesimpulan yang dapat diambil setelah proses penulisan yang dilakukan
sebagai upaya pengambilan inti sari dari pada proses penyusunan Tugas Akhir ini.
Selain itu, dikemukakan juga mengenai saran-saran yang sekiranya dapat
memberikan masukan pada penyusunan Tugas Akhir berikutnya.
Universitas Kristen Maranatha
113
BAB 5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari analisis perhitungan perencanaan dinding
turap yang telah dilakukan adalah :
1. Dalam penggunaan program Oasys GEO 18.1, data-data yang
diinputkan tidak sepenuhnya dihitung oleh program. Terdapat
beberapa data parameter yang masih harus dilakukan perhitungan
113
Universitas Kristen Maranatha
114
secara manual terlebih dahulu yaitu K a , K p , K ac , dan K pc . Sehingga
selain harus memahami mengenai prosedur penggunaan program,
pemakai
program
juga
harus
memahami
mengenai
prosedur
perhitungan secara manual.
2. Dalam analisis dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1 mulamula dinding diasumsikan sebagai dinding kantilever, bila kedalaman
penetrasi yang didapatkan terlalu dalam baru kemudian dinding
direncanakan dengan menggunakan jangkar. Karena bila terjadi
kesalahan dalam asumsi awal, maka program akan memberikan pesan
atau tanda error dan tidak akan melanjutkan proses analisa sebelum
dilakukan perbaikan pada data-data input.
3. Dalam pengaplikasian beban luar, program Oasys GEO 18.1 hanya
menganalisa jenis beban merata seragam (uniformly distributed load)
dan beban lajur (strips load). Sehingga diperlukan analisa lebih lanjut
untuk pengaplikasian jenis beban luar yang lain seperti beban titik
(point load) dan beban garis (line load).
4. Dari proses analisa yang dilakukan didapatkan presentase perbedaan
sebesar 1,2 – 5,1 % untuk kedalaman penetrasi, 0,4 – 5,2 % untuk
momen maksimum, dan 4,45 % untuk gaya jangkar. Dengan
presentase perbedaan yang relatif kecil, maka Program Oasys GEO
18.1 dapat dijadikan sebagai salah satu alternatif terbaik dalam hal
menganalisa dan merancang dinding turap.
5. Program Oasys GEO 18.1 memberikan hasil analisis yang lebih cepat
dan teliti, sehingga para praktisi di bidang teknik sipil dapat
Universitas Kristen Maranatha
115
melakukan analisa terhadap dinding turap untuk berbagai macam kasus
dengan lebih cepat dan terhindar dari rutinitas perhitungan yang
membosankan serta dapat mengurangi tingkat kesalahan yang
mungkin terjadi dalam proses perhitungan secara manual.
5.2
Saran
Saran-saran yang diajukan adalah :
1. Dalam menganalisa dinding turap sebaiknya dilakukan pada kondisi
normal dan kondisi kritis, agar kemudian dapat direncanakan
kebutuhan akan profil dinding secara tepat demi memenuhi faktor
keamanan dan faktor ekonomis.
2. Perhitungan dengan cara manual tanpa menggunakan program terdapat
besar sekali kemungkinan akan terjadi kesalahan dalam menghitung.
Oleh karena itu sangat diperlukan perhitungan dengan menggunakan
program.
3. Untuk lebih memahami dalam hal analisa dan perancangan dinding
turap dengan menggunakan program Oasys GEO 18.1, disarankan
untuk dilakukan pada kasus-kasus dan kondisi parameter-parameter
tanah yang lain.
4. Penggunaan Program Oasys GEO 18.1 untuk analisis dinding fleksibel
seperti dinding turap sebaiknya disertai juga dengan pemahaman
mengenai cara pengoperasian program Oasys GEO 18.1 yang terdapat
pada manual program atau Help Topics.
Universitas Kristen Maranatha
DAFTAR PUSTAKA
1.
Bowles, Joseph E. (1992), Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 1, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
2.
Bowles, Joseph E. (1993), Analisis dan Desain Pondasi, Jilid 2, Penerbit
Erlangga, Jakarta.
3.
Brown, William D. (1994), Design Of Sheet Pile Walls, Design Of Sheet
Pile Walls.pdf.
4.
Department of The Army (1994), Engineering and Design, Design Of
Sheet Pile Walls.pdf, US Army Corps of Engineers, Washington DC.
5.
Geotechnical Engineering Bureau (2000), Geotechnical Design Procedure
For Flexible Wall Systems, gdp-11.pdf, State Of New York Department Of
Transportation, USA.
6.
Hardiyatmo, Hari Christady (1992), Mekanika Tanah 1, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
7.
Hardiyatmo, Hari Christady (1994), Mekanika Tanah 2, Penerbit Gramedia
Pustaka Utama, Jakarta.
8.
Ltd., Oasys (2004), Stawal Version 18.1, Stawal Manual (Oasys).pdf, Oasys
Ltd., London.
9.
Ramiah, B.K, and Chickanagappa, L.S. (1990), Soil Mechanics And
Foundation Engineering, Second Edition, A.A Balkema, Rotterdam.
10.
USS and EX-TEN (1974), Steel Sheet Piling Design Manual, USSSheetPileDesignManual.pdf, United States Steel Corporation, USA.
Universitas Kristen Maranatha